Педагогический агент

История педагогических агентов тесно связана с историей компьютерной анимации. По мере развития анимации её стали применять в педагогике для повышения эффективности компьютерного обучения за счёт создания реалистичного интерфейса между программой и обучающимся. Первые версии педагогических агентов больше напоминали мультяшных персонажей, например, Клиппи из Microsoft Office, который помогал пользователям осваивать функции программы в 1997 году. Однако с развитием технологий компьютерной анимации агенты могут выглядеть реалистично. К 2006 году отмечалась необходимость разрабатывать модульных, повторно используемых агентов, чтобы снизить время и требуемую квалификацию для их создания^[3]. В 2009 году обсуждался вопрос о стандартизации агентов^[4]. Сегодня вопросы стандартизации и повторного использования менее актуальны благодаря снижению стоимости и широкому распространению инструментов анимации^[5][6]. Индивидуализированные педагогические агенты встречаются в разных дисциплинах, включая медицину, математику, право, изучение языков, автомобилестроение и военное дело^[1]. Они используются во всех возрастных категориях — от дошкольников до взрослых^[1].

Теория распределённого когнитивного действия исследует, как когнитивные процессы развиваются в контексте совместной деятельности. Педагогические агенты могут быть созданы для содействия когнитивному переносу знаний обучаемому, выступая в роли инструмента или партнёра в совместном обучении. Чтобы поддержать пользователя, агент может действовать как когнитивный инструмент, если он располагает знаниями, которых нет у пользователя. Взаимодействие между агентом и пользователем способствует формированию социальных отношений, а агент способен выступать рабочим партнёром^[7].

Социокультурная теория обучения рассматривает развитие обучаемого в процессе взаимодействия с другими агентами в образовательной среде. Педагогический агент может: вмешиваться по запросу пользователя, поддерживать выполнение заданий и расширять когнитивные возможности обучаемого. Взаимодействие с агентом может вызывать у обучаемого широкий спектр эмоций: воодушевление, растерянность, разочарование и/или подавленность. Эти эмоции влияют на мотивацию обучаемого^[7].

Внешняя когнитивная нагрузка — это дополнительные усилия рабочей памяти, которые возникают из-за способа подачи информации. Педагогический агент может увеличить когнитивную нагрузку пользователя, отвлекая внимание и вызывая раздвоение внимания между учебным материалом и агентом. С другой стороны, агент способен уменьшить субъективную когнитивную нагрузку за счёт озвучивания и персонализации, что стимулирует интерес и мотивацию обучаемого^[8]. Хотя исследований по снижению когнитивной нагрузки с помощью педагогических агентов немного, большинство работ показывают, что агенты не увеличивают её^[9][10].

Исследователи предполагают, что педагогические агенты могут выполнять различные роли в образовательной среде^[11]. В их число входят: подмена пользователя при выполнении заданий, сопровождение, наставничество, тестирование и демонстрация или моделирование решения задачи. Однако наличие агента-тьютора в составе образовательной стратегии не демонстрирует преимуществ по сравнению с уроками, построенными без агента^[12]. Ричард Майер указывает, что определённая польза от педагогического агента зафиксирована только как от источника социальных сигналов^[13]. Агент-совучащийся, как полагают, повышает самоэффективность студента. Указывая на важные аспекты содержания, агент может выполнять сигнальную функцию, что, как показано в работах по мультимедийному обучению, способствует усвоению. Согласно исследованиям, взаимодействие человека с человеком не полностью заменяется агентом, однако обучаемые предпочитают наличие агента по сравнению с видеоматериалом, где агент отсутствует^[11]. Это подтверждают положения теории социальной агентности.

Как и эффективность разных ролей педагогических агентов, их способность учитывать аффективное состояние пользователя также оценивается неоднозначно. Выяснено, что использование агентами информации о настроениях пользователей повышает усвоение, мотивацию и самооценку обучаемых^[14][15]. Тем не менее широкий спектр форм выражения эмоций затрудняет их эффективное использование^[16]. Кроме того, высокая точность определения эмоционального состояния пользователя достигается сложно, поскольку выражения эмоций индивидуальны^[17].

Внешний вид педагогического агента может меняться для соответствия учебным целям. Было показано, что привлекательность агента способствует повышению эффективности обучения, если пол студента противоположен полу агента^[18].

Современные педагогические агенты способны выражать и воспринимать эмоции, а также интерпретировать и реагировать на них. Для этого используются различные средства: речь, мимика и жесты^[19]. Они учитывают аффективное состояние пользователя с помощью встроенных сенсоров^[20]. Особенно в обучающих и тренировочных приложениях агенты всё чаще определяют раздражение, скуку, замешательство, интерес или состояние потока^[21]. Такие возможности способствуют развитию эмоционального интеллекта агентов, что позволяет лучше поддерживать и мотивировать обучаемых.

Проектирование педагогического агента начинается с выбора вида цифрового представления: двумерный или трёхмерный, статичный или анимированный. Многочисленные исследования сравнивали статичных и анимированных агентов, оценивая разницу в обучающих результатах. Некоторыми работами установлено, что внешний облик статичных агентов влияет на запоминаемость информации, а анимированные агенты повышают эффективность усвоения^[22][23]. Согласно недавнему метаанализу, улучшение результатов обучения с использованием педагогических агентов незначительно, требуются дополнительные исследования для проверки таких утверждений^[24].